【正文】 材料利用率的計(jì)算 9第3章 落料拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 11 工序壓力計(jì)算 11 落料工序壓力計(jì)算 11 拉深工序 11 選擇壓力機(jī) 12 模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇和設(shè)計(jì) 12 模具工作部分刃口尺寸計(jì)算 13 落料模刃口尺寸 13 拉深模工作部分尺寸計(jì)算 14 模具主要零件尺寸的設(shè)計(jì) 15 落料凹模的設(shè)計(jì) 15 凸凹模設(shè)計(jì) 16 拉深凸模設(shè)計(jì) 17 模具其他零件的設(shè)計(jì) 18 模架尺寸的確定 18 定位零件 18 卸料裝置 19 推件、頂件裝置 20 凸模固定板的設(shè)計(jì) 20 壓邊裝置的設(shè)計(jì) 20第4章 二次拉深模具的設(shè)計(jì) 21 二次拉深壓力的計(jì)算 21 壓力機(jī)的選用 21 模具結(jié)構(gòu)類型及形式的選擇和設(shè)計(jì) 22 模具工作部分刃口尺寸計(jì)算 22 模具主要零件的設(shè)計(jì) 23 拉深凹模的設(shè)計(jì) 23 拉深凸模的設(shè)計(jì) 24 模具其他零件的設(shè)計(jì) 25 模架尺寸的確定 25 導(dǎo)向裝置 25 墊板的設(shè)計(jì) 26第5章 模具的裝配與調(diào)整 27 沖模裝配的基本要求 27結(jié)　論 29謝 辭 30參考文獻(xiàn) 31外文資料翻譯 32前　言沖壓技術(shù)是一種具有悠久歷史的快速加工方法和生產(chǎn)制造技術(shù)。在本世紀(jì)，沖壓加工技術(shù)已經(jīng)不再是單純的從屬于機(jī)械加工或壓力加工，他已經(jīng)逐漸形成了一個(gè)完整的科學(xué)體系。中國(guó)也有許多關(guān)于沖壓工藝的書籍，并在許多高校已經(jīng)有了模具設(shè)計(jì)專業(yè)。沖壓技術(shù)中沖壓模具是機(jī)械制造的重要組成部分。現(xiàn)在，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。就工程制造而言，進(jìn)入80、90年代，由于世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和國(guó)民生活水平的大大提高，人們對(duì)汽車、家用電器等的需求與日俱增，是沖壓技術(shù)得到了快速的發(fā)展，同時(shí)也就對(duì)模具技術(shù)提出了更高的要求。由此我們不難看出，計(jì)算機(jī)技術(shù)在當(dāng)今模具設(shè)計(jì)制造中的作用越來(lái)越突出。中國(guó)雖然在很早以前就在制造和使用模具，但一直未形成產(chǎn)業(yè)。隨著中國(guó)改革開放步伐的加快，社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)得到了發(fā)展，模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、附加零件被當(dāng)作產(chǎn)品，出現(xiàn)了大量制造生產(chǎn)的企業(yè)，模具產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域得到了非?？焖侔l(fā)展。目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與先進(jìn)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)落后，主要原因是我國(guó)在沖壓技術(shù)基礎(chǔ)理論和加工成形工藝、模具及其零件標(biāo)準(zhǔn)化、模具快速設(shè)計(jì)、模具生產(chǎn)制造工藝以及模具生產(chǎn)設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的差距非常大，因此我國(guó)生產(chǎn)的模具的壽命、生產(chǎn)效率、模具的加工精度、模具生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的模具相比都具有相當(dāng)大的差距。隨著市場(chǎng)生產(chǎn)變化，計(jì)算機(jī)運(yùn)用技術(shù)和機(jī)械制造技術(shù)的快速發(fā)展，沖壓模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造技術(shù)已經(jīng)不再依靠完全是人工設(shè)計(jì)、依靠人的經(jīng)驗(yàn)好常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)，以數(shù)控電加工技術(shù)、數(shù)控切削加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造技術(shù)也已經(jīng)得到了一定的運(yùn)用。在本次設(shè)計(jì)中我將需要解決的主要問(wèn)題有（1）摩托車啟動(dòng)電機(jī)殼體的加工工藝。（3）確定摩托車啟動(dòng)電機(jī)殼體的拉深次數(shù)。（4）摩托車啟動(dòng)電機(jī)殼體尺寸精度的控制。經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)，我將能全面理解掌握沖壓工藝，模具設(shè)計(jì)模具制造等相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容；掌握沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，模具零件的常用加工方法及工藝規(guī)程編制，模具裝配工藝制定；獨(dú)立解決在制定沖壓工藝規(guī)程，設(shè)計(jì)沖模結(jié)構(gòu)、編制模具零件加工工藝規(guī)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。材料為20鋼，階梯形件的拉深與圓筒形件的拉深基本相同，其主要考慮的問(wèn)題是階梯件是否可以一次拉成。因此一次拉深拉深成形容易將零件拉裂，達(dá)不到零件的精度要求，零件的階梯應(yīng)該經(jīng)過(guò)多次拉深成形。2. 沖裁件斷面質(zhì)量，本產(chǎn)品在斷面質(zhì)量和毛刺高度上沒有嚴(yán)格的要求，所以只要模具精度達(dá)到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。工件的材料為20鋼，屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，優(yōu)質(zhì)沸騰鋼，強(qiáng)度、硬度低，冷變形塑性很好，可深沖壓加工，焊接性好。20鋼的主要機(jī)械性能如下：抗拉強(qiáng)度 屈服強(qiáng)度 抗剪強(qiáng)度 （兆帕）220310斷后伸長(zhǎng)率δ≥25% 沖壓工序的確定此零件外殼形狀表明它為拉深件，所以拉深為基本工序，其毛坯可用落料工序完成。第二種方案是以落料、拉深、二次拉深、沖孔、切邊工序分開，各做一副單工序模。三種方案的比較：第一種方案:落料、拉深是一個(gè)簡(jiǎn)單復(fù)合模，及沖孔、切邊工序也是一個(gè)簡(jiǎn)單復(fù)合模，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便，制造也不難生產(chǎn)效率高，裝夾方便，二次拉深作為單工序模，只要保證一個(gè)尺寸精度要求，方便、簡(jiǎn)單。第三種方案：后三道工序一起進(jìn)行，效率比較高，但是制造麻煩，周期長(zhǎng)，成本高。在本次設(shè)計(jì)中，將主要設(shè)計(jì)落料、拉深復(fù)合模，二次拉深單工序模。而，查《沖壓成型工藝及模具設(shè)計(jì)》第164頁(yè)表52，故修邊前凸緣直徑為dt＝98+2＝104mm。在變形過(guò)程中，材料內(nèi)部以一定的規(guī)律運(yùn)動(dòng)的，因此毛坯的形狀隨著材料內(nèi)部原子的運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，毛坯的形狀發(fā)生變化，它的形狀一般與拉深件周邊形狀相似。綜上可以得知，拉深前后，拉深件及與其毛坯的重量不變，材料厚度雖有一定的變化，但它的平均值與毛坯的厚度非常接近，則其面積基本不變。首先計(jì)算凸緣部分面積，其余部分的面積，則。由于所以第一次拉深的相對(duì)高度因此階梯可以一次拉深成形，然而該零件相鄰階梯的高度相差太大，且第二個(gè)階梯高度非常小，精度要求高，若一次拉深成形，則材料變形量大，易出現(xiàn)變薄拉裂。當(dāng)每相臨階梯的直徑比均大于相應(yīng)的圓筒形件的極限拉深系數(shù)時(shí)，則可以在每個(gè)拉深工序里形成一個(gè)階梯，有大階梯到小階梯依次拉出。這一拉深為帶凸緣圓筒件的拉深。由《沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)》第178頁(yè)表511查得有凸緣圓筒件首次拉深的最大相對(duì)高度h/。（2）判斷第二次拉深是否能夠一次拉伸成形第二次拉深可以看做帶凸緣圓筒件的拉深，這一工序帶有整形加工的功能，能夠使零件的形狀初步成形，判斷其是否可以一次拉深成形可以用與一次拉伸相同的方法。工件的相對(duì)高度為 拉深系數(shù)為 因此第二次拉深的工件也可以一次拉深成形。提高材料利用利用率是降低成本的主要措施之一，而合理排樣便能有效提高材料利用率。從該工件的形狀分析，其是一圓形對(duì)稱的形狀，可用單向排列，即可避免材料的利用率很低，產(chǎn)生的廢料也并不多，能夠滿足生產(chǎn)的要求。2. 條料寬度查《沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)》第56頁(yè)可知條料寬度：式中：——條料寬度方向沖裁件的最大尺寸——條料寬度的單向偏差，由《沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)》第57頁(yè)表310查得；a——側(cè)搭邊值因此 圖21 排樣圖 材料利用率的計(jì)算材料利用率公式： 式中：n——一張板料上沖裁件的總數(shù)量； ——一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積，； L——板料長(zhǎng)度，； B——板料寬度, 。 第3章 落料拉深復(fù)合模具的設(shè)計(jì) 工序壓力計(jì)算 落料工序壓力計(jì)算 落料工序中的力主要是沖裁力，沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。 拉深工序 再生產(chǎn)中采用壓邊圈拉深時(shí)，其拉深拉計(jì)算： 式中：——壓邊力，kN； ——在壓邊圈下坯料的投影面積，mm2； ——單位壓邊力， MPa； ——拉深工序所需力之和。正確選用壓力機(jī)關(guān)系到設(shè)備與模具的安全、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率及成本等。因此選擇開式曲柄壓力機(jī)，為安全起見，防止設(shè)備的超載，壓力機(jī)要有足夠的備用壓力，可按總沖壓力P總的（～2）倍的原則選取壓力機(jī)所需壓力,經(jīng)計(jì)算，查《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第872頁(yè)表1310，初選公稱壓力為630 kN的開式固定臺(tái)壓力機(jī)（型號(hào)為J2363）。其中，將落料凹模裝在上模的復(fù)合模稱為倒裝復(fù)合模，反之，則稱為正裝復(fù)合模。倒裝式復(fù)合膜的主要特點(diǎn)是沖孔廢料由沖孔凸模落入凹模洞口中，積聚到一定的數(shù)量，由下模漏料孔排出，不必清除廢料，但工件表面平直度較差，凸凹模承受的張力較大。并且為了解決拉深過(guò)程中的起皺問(wèn)題，生產(chǎn)實(shí)際中的主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。合理的卸料板結(jié)構(gòu)形式是模具能否正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。卸料板分為固定卸料板和彈性卸料板。因此本次設(shè)計(jì)中采用固定卸料板。由《沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)》第44頁(yè)查表34可得 ＝ mm, ，由此可得 此時(shí)能滿足分別加工的要求。由此可得 圖31 落料拉深復(fù)合模1—下模座；；3—凸模墊板；4—頂桿；6—支架；112—螺釘；7—擋料螺釘；8—導(dǎo)柱；9—導(dǎo)套；10—上模座；13—打桿；14—橫銷；15—模柄；125—銷釘；17—固定板；18—凸凹模；19—推件塊；20—卸料板；21—落料凹模；22—壓邊圈；23—凸模；25—凸模墊板。此工件要求的是外形尺寸，設(shè)計(jì)凸、凹模時(shí)，應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。 模具主要零件尺寸的設(shè)計(jì) 落料凹模的設(shè)計(jì)1. 凹模壁厚查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》第638頁(yè)表14－5，在工序一中由落料件的直徑為114，料厚為t＝，可取凹模壁厚為42。由于凸模直徑d=114+242=198，可得凹模厚度為h＝35mm。 由零件料厚為t＝ mm,可得刃壁高度。 凸凹模設(shè)計(jì)凸凹模的結(jié)構(gòu)是落料凸模和拉深凹模，其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)落料凸模的要求計(jì)算，壁厚根據(jù)落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直徑計(jì)算。包括凸模刃口的修磨量、凸模進(jìn)入凹模的深度、凸模固定板與卸料板的安全距離。對(duì)于卸料板，查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》，根據(jù)其料厚t＝，卸料板寬度與凹模外徑相當(dāng)，取其寬度為B＝160mm，則卸料板厚度取值為H2＝12 mm。則上凸凹模的總長(zhǎng)度為查《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第136頁(yè)表375。凸凹模的結(jié)構(gòu)如圖33所示 拉深凸模設(shè)計(jì)凸模即為拉深凸模，其長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)確定。從模具結(jié)構(gòu)可以看出，其長(zhǎng)度可由凸模固定板厚度、落料凹模厚度等確定。由此可得凸模的長(zhǎng)度為 。 模具其他零件的設(shè)計(jì) 模架尺寸的確定模架由上模座、下模座、模柄、導(dǎo)柱和導(dǎo)套五部分構(gòu)成。為了方便安裝，操作方便可橫向、縱向送料，選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架，由于本次設(shè)計(jì)模具的工作部分為圓形，在標(biāo)準(zhǔn)模架中找不到合適的模架。由于前面所選的壓力機(jī)，其工作臺(tái)尺寸：左右為710 mm，前后480 mm。 定位零件擋料裝置對(duì)人工送料提供進(jìn)給量的依據(jù)。為限定被沖材料的步距和準(zhǔn)確地將工件安放在沖模上進(jìn)行下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。定位裝置應(yīng)可靠并具有一定的強(qiáng)度，以保證工作精度、質(zhì)量的穩(wěn)定；定位裝置應(yīng)可以調(diào)整并設(shè)置在操作者容易觀察和便于操作的地方。 卸料裝置合理的卸料板結(jié)構(gòu)形式是模具能否正常工作的重要環(huán)節(jié)之一。卸料板分為固定卸料板和彈性卸料板。因此本次設(shè)計(jì)中采用固定卸料板。卸料板的結(jié)構(gòu)如圖35所示。推件力是由壓力機(jī)的模梁作用，通過(guò)一些傳力元件將推件力傳遞到推件板上將制件推出凹模。 凸模固定板的設(shè)計(jì)將凸?；虬寄０匆欢ㄏ鄬?duì)位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上。~，他通過(guò)螺釘及銷釘固定，其結(jié)構(gòu)如圖36所示 圖36 凸模固定板 壓邊裝置的設(shè)計(jì)為了解決拉深過(guò)程中的起皺問(wèn)題，生產(chǎn)實(shí)際中的主要方法是在模具結(jié)構(gòu)上采用壓料裝置。并且壓邊裝置起到壓邊和頂出制件作用。圖41 零件圖 二次拉深壓力的計(jì)算二次拉深的壓力主要為拉深力 ；。 壓力機(jī)的選用由于選擇壓力機(jī)，為安全起見，防止設(shè)備的超載，壓力機(jī)要有足夠的備用壓力，可按總沖壓力P總的（～2）倍的原則選取壓力機(jī)所需壓力,經(jīng)計(jì)算，查《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》第872頁(yè)表1310，初選公稱壓力為63kN的開式活動(dòng)臺(tái)壓力機(jī)（型號(hào)為J236）。模具通過(guò)三個(gè)擋料銷對(duì)工件進(jìn)行定位，并利用彈頂裝置將制件頂出。則模具的裝配圖如圖42所示。凸模及凹模刃口尺寸的計(jì)算如下：式中： D－拉深件的基本尺寸，mm； －拉深件的尺寸公差， 模具主要零件的設(shè)計(jì) 拉深凹模的設(shè)計(jì)圖42 拉深模具裝配圖1—下模座；115—圓柱銷；3—凸模墊板；4—頂桿；5—凸模固定板；6—壓邊圈； 8—凹模；9—凹模墊板；11—上模座；；13—橫銷；14—模柄； 15—打桿；17—導(dǎo)套；18—推件塊；19—導(dǎo)柱。直壁式刃口的尺寸不隨修模刃口增大，故沖件精度較高，刃口強(qiáng)度也較好；斜壁式刃口的特點(diǎn)與直壁式刃口相同，在一般的工件或廢料向下落的模具中應(yīng)用廣泛。通過(guò)比較，選擇直壁式刃口。通過(guò)圖41所示，可以看出拉深凹模的厚度： 式中： ——工件的高度，mm； ——推件塊的高度，mm則 h=+=28mm凹模壁厚通過(guò)《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》第638頁(yè)表145查得 凹模的直徑：根據(jù)《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》第639頁(yè)表146取r=140mm 圖43 凹模 拉深凸模的設(shè)計(jì)由圖41我們可以得到凸模長(zhǎng)度： 式中： ——工件的高度，mm； ——壓邊圈的厚度，mm； ——凸模固定板的厚度，mm； ——附加長(zhǎng)度，mm。凸模結(jié)構(gòu)如圖44所 模具其他零件的設(shè)計(jì) 模架尺寸的確定 圖44 凸模為了滿足生產(chǎn)的要求，在標(biāo)準(zhǔn)模架中未能找到匹配的模架，因此設(shè)計(jì)了滿足要求的模架，其尺寸如下：上模座：20018040，材質(zhì)為HT200；下模座：20018045，材質(zhì)為45鋼；導(dǎo)柱：28135，材質(zhì)為15鋼；導(dǎo)套：289038，材質(zhì)為15鋼工作臺(tái)尺寸：左右為315，前后200 mm。 導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置能夠有效的提高